Імітаційна модель електромеханічного перетворювача енергії в SciLab
DOI:
https://doi.org/10.33042/2079-424X.2022.61.2.04Ключові слова:
SciLab, Xcos, імітаційна модель, моделювання, асинхронний двигун, перетворювач енергії, математична модель.Анотація
В статті показано реалізацію імітаційних моделей електромеханічного перетворювача енергії на прикладі асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором в середовищі SciLab та його графічної бібліотеки для побудови структурних схем Xcos. Незважаючи на існування таких програм імітаційного моделювання, як Simulink та ANSYS Twin Builder, програма SciLab є повністю безкоштовною, що є перевагою у використанні в академічному середовищі та у наукових дослідженнях. Попри безкоштовність SciLab та суттєві відмінності від існуючих платних аналогів, ця програма дозволяє свторювати складні моделі та має потужну вбудовану мову програмування. У даній статті показано, яким чином, використовуючи блоки SciLab, побудувати імітаційну модель асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором, спираючись на диференційні рівняння електромагнітних перехідних процесів. Розглянуто побудову моделей для режиму прямого пуску від джерела стабільного трифазного живлення. Окремо показано приклад програми коду в SciLab для визначення параметрів асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором, необхідних для моделювання, виключно за паспортними даними. Робота буде корисна дослідникам, які мають намір використання безкоштовного програмного забезпечення для вирішення складних завдань.
Посилання
Popa, D.V. (2014). Reprezentări Grafice în SCILAB. Alma Mater.
SciLab software. https://www.scilab.org/
Nagar, S. (2017). Introduction to Scilab. Apress. https://doi.org/10.1007/978-1-4842-3192-0
Naik, K.B. (2022). Solution for simple classical systems using SCILAB. The Physics Educator, 4(03), 2250014. https://doi.org/10.1142/S2661339522500147
Okoro, O.I. (2009). The Essential MATLAB & Simulink for Engineers and Scientists. Juta and Company Ltd.
Molina Llorente, R. (2020). Practical Control of Electric Machines. Advances in Industrial Control. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-34758-1
Pratama, D., Anisah, M., & Setiyadi, K. (2022). The three phase induction motor test using MATLAB 2021b/SIMULINK at Bukit Energi Servis Terpadu, Ltd. International Journal of Research in Vocational Studies (IJRVOCAS), 1(4), 60–65. https://doi.org/10.53893/ijrvocas.v1i4.84
Jasim, A., & Jasim, T. (2015). Dynamic performance analysis of three phase induction motor using Matlab/Simulink technique. Tikrit Journal of Engineering Sciences, 22(2), 103–117. https://doi.org/10.25130/tjes.22.2.12
Okoro, O.I., Govender, P., & Chikuni, E. (2006). A new user-friendly software for teaching and research in engineering education. The Pacific Journal of Science and Technology, 7(2), 130–136.
Ozpineci, B., & Tolbert, L.M. (2003). Simulink implementation of induction machine model-a modular approach. In IEEE International Electric Machines and Drives Conference, 2003. IEMDC'03 (Vol. 2, pp. 728–734). IEEE. https://doi.org/10.1109/IEMDC.2003.1210317
Macbahi, H., Ba-razzouk, A., Xu, J., Cheriti, A., & Rajagopalan, V. (2000). A unified method for modeling and simulation of three phase induction motor drives. In 2000 Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering. Conference Proceedings. Navigating to a New Era (Cat. No. 00TH8492) (Vol. 1, pp. 345–349). IEEE. https://doi.org/10.1109/CCECE.2000.849727
Shi, K.L., Chan, T.F., Wong, Y.K., & Ho, S.L. (1999). Modelling and simulation of the three-phase induction motor using Simulink. International Journal of Electrical Engineering Education, 36(2), 163-172. https://doi.org/10.7227/IJEEE.36.2.6
Karchung, K., Somkun, S., & Ruangsinchaiwanich, S. (2022). Development of field oriented control for induction motor using TMS320F28069 32-bit microcontroller. Journal of Renewable Energy and Smart Grid Technology, 17(1), 39–51.
Mikac, M., Logožar, R., & Horvatić, M. (2022). Performance comparison of open source and commercial computing tools in educational and other use – Scilab vs. MATLAB. Tehnički Glasnik, 16(4), 509–518. https://doi.org/10.31803/tg-20220528171032
Garin, V., Tkachenko, D., Shypul, O., Zaklinskyy, S., Tryfonov, O., & Plankovskyy, S. (2022). Development of a digital twin of filling the tank with a gas mixture. Aerospace Technic and Technology, 5, 40-50. https://doi.org/10.32620/aktt.2022.5.03 [in Ukrainian]
Kassa, M.T., & Changqing, D. (2021). Design optimazation and simulation of PMSM based on Maxwell and TwinBuilder for EVs. In 2021 8th International Conference on Electrical and Electronics Engineering (ICEEE) (pp. 99–103). IEEE. https://doi.org/10.1109/ICEEE52452.2021.9415922
Kim, C., Dinh, M., Sung, H., Kim, K., Choi, J., Graber, L., … & Park, M. (2022). Design, implementation, and evaluation of an output prediction model of the 10 MW floating offshore wind turbine for a digital twin. Energies, 15(17), 6329. https://doi.org/10.3390/en15176329
Zhang, J., Fan, Y., Lu, P., Cao, D., & Liu, Z. (2021). Design of the extruder drive motor and its HNTSM speed control with disturbance observer. Journal of Physics: Conference Series, 1754, 012110. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1754/1/012110
Mersha, T.K., & Du, C. (2021). Co-simulation and modeling of PMSM based on ANSYS software and Simulink for EVs. World Electric Vehicle Journal, 13(1), 4. https://doi.org/10.3390/wevj13010004
Basnet, B., & Pillay, P. (2020). Co-simulation based electric vehicle drive for a variable flux machine. In 2020 IEEE Transportation Electrification Conference & Expo (ITEC) (pp. 1133–1138). IEEE. https://doi.org/10.1109/ITEC48692.2020.9161605
Kodosky, J. (2020). LabVIEW. Proceedings of the ACM on Programming Languages, 4, 1–54. https://doi.org/10.1145/3386328
Gangrekar, Y., & Chaudhari, P. (2019). Automated assembly line sorting using LabVIEW as SCADA. In 2019 Global Conference for Advancement in Technology (GCAT) (pp. 1–5). IEEE. https://doi.org/10.1109/GCAT47503.2019.8978382
Livinti, P. (2021). Speed control of the induction motor using LabVIEW. International Journal of Advanced and Applied Sciences, 8, 59–66. https://doi.org/10.21833/ijaas.2021.05.007
Linggarjati, J. (2020). Advanced PID simulation for DC motor using Scilab. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 426, 012136. https://doi.org/10.1088/1755-1315/426/1/012136
Guardarrama, J.R., Martínez, M.P., & Freire, R.C.S. (2023). Modeling of DC-DC converters by the state space method from Scilab. Ingeniería Energética, 44(1), 1–12.
Martínez, M.P., Guardarrama, J.R., Freire, R.C.S., & Gonzales, D.B. (2022). Desarrollo de aplicaciones en el software Scilab para el análisis de armónicos en sistemas industriales. Ingeniería Energética, 43(1), 24–34.
Roux, P. (2016). Scilab: from Theory to Practice – I. Fundamentals. Éditions D-BookeR.
Grewal, B.S. (2019). Scilab Textbook Companion for Higher Engineering Mathematics. Khanna Publishers.
Campbell, S.L., Chancelier, J.P., Nikoukhah, R. (2010). Modeling and Simulation in Scilab/Scicos with ScicosLab 4.4. Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-4419-5527-2
Hughes, A., & Drury, B. (2019). Electric Motors and Drives. Newnes. https://doi.org/10.1016/C2017-0-03226-3
Vukosavic, S.N. (2013). Electrical Machines. Power Electronics and Power Systems. Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-0400-2
Zablodskiy, M., Pliuhin, V., Kovalchuk, S., & Tietieriev, V. (2022). Indirect field-oriented control of twinscrew electromechanical hydrolyzer. Electrical Engineering & Electromechanics, 1, 3–11. https://doi.org/10.20998/2074-272X.2022.1.01
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Світлотехніка та Електроенергетика
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
@LepeJournal